專利名稱：盤式制動(dòng)器模擬試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制動(dòng)器性能測(cè)試設(shè)備，特別是盤式制動(dòng)器性能測(cè)試設(shè)備。
背景技術(shù)：
制動(dòng)器是汽車、摩托車的一個(gè)重要組成部分，是至關(guān)重要的安全裝置，其質(zhì)量合格、性能優(yōu)良是行車安全性的重要保障。隨著社會(huì)的發(fā)展和車流密度的日益增大，車輛優(yōu)越的制動(dòng)性能已引起交管部門和制造廠商的廣泛關(guān)注，對(duì)行車的安全性提出了更高的要求。
在道路上進(jìn)行制動(dòng)性能試驗(yàn)時(shí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)為制動(dòng)距離，是由駕駛員控制操縱器，通過傳動(dòng)器(在操縱器和制動(dòng)器之間起連接作用的零部件組合)，由制動(dòng)器產(chǎn)生與車輛運(yùn)動(dòng)相反方向的作用力通過輪胎與地面的摩擦作用完成制動(dòng)過程。因此，地面制動(dòng)力的數(shù)值取決于兩個(gè)摩擦副的作用，一個(gè)是制動(dòng)器內(nèi)制動(dòng)摩擦襯塊與制動(dòng)鼓間的摩擦力，另一個(gè)是輪胎與地面間的附著力，其中附著力與輪胎結(jié)構(gòu)及路面狀況、車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。
目前，制動(dòng)器性能的測(cè)試主要是在實(shí)車上進(jìn)行，工作效率低，成本高；因此，市場(chǎng)急需一種能在實(shí)驗(yàn)室對(duì)制動(dòng)器性能進(jìn)行測(cè)試的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種盤式制動(dòng)器模擬試驗(yàn)臺(tái)，該試驗(yàn)臺(tái)可模擬盤式制動(dòng)器和模擬盤式制動(dòng)器工作狀況，對(duì)盤式制動(dòng)器性能進(jìn)行測(cè)試，為考核、評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)盤式制動(dòng)器提供依據(jù)。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是盤式制動(dòng)器模擬試驗(yàn)臺(tái)，它包括臺(tái)架、電機(jī)、由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的主軸、設(shè)置在主軸一端上的摩擦盤夾具、兩摩擦片、氣缸；電機(jī)、氣缸固定設(shè)置在臺(tái)架上；主軸通過軸承座設(shè)置在臺(tái)架上；兩摩擦片分別設(shè)置在摩擦盤兩側(cè)，其中一摩擦片固定設(shè)置在臺(tái)架上，另一摩擦片由氣缸驅(qū)動(dòng)；主軸上設(shè)有飛輪。
上述方案中，主軸通過兩個(gè)軸承座設(shè)置在臺(tái)架上；飛輪設(shè)置在兩個(gè)軸承座之間。
上述方案中，飛輪的數(shù)量為兩個(gè)以上。
上述方案中，各飛輪與主軸之間均設(shè)有離合器。
上述方案中，電機(jī)與主軸之間設(shè)有摩擦盤式電磁離合器。
上述方案中，飛輪與主軸之間的離合器為牙嵌式電磁離合器。
本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，先將被試摩擦盤固定在夾具上，裝好后的摩擦盤位于兩摩擦片之間，試驗(yàn)臺(tái)即可開始工作。
本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)在于1、電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主軸上的飛輪積蓄有能量，這就獲得了相似于車輛行駛時(shí)的能量，以模擬盤式制動(dòng)器工作狀況，結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單。
2、試驗(yàn)臺(tái)以摩擦盤、摩擦片、氣缸模擬盤式制動(dòng)器，可以準(zhǔn)確的模仿實(shí)際的制動(dòng)器，精度高，使用、拆裝、調(diào)試方便。
3、飛輪設(shè)置在兩個(gè)軸承座之間，工作穩(wěn)定。
4、飛輪的數(shù)量為兩個(gè)以上，可增加飛輪積蓄的能量。
5、各飛輪與主軸之間均設(shè)有離合器，可調(diào)節(jié)飛輪積蓄的能量，實(shí)現(xiàn)模擬不同慣量的情況。
6、電機(jī)與主軸之間設(shè)有離合器，可使在測(cè)試性能過程中電機(jī)不斷電而使電磁離合器斷開測(cè)試制動(dòng)器的性能，從而保護(hù)電機(jī)；還可以模擬各種轉(zhuǎn)速下的制動(dòng)過程。
7、飛輪與主軸之間的離合器為牙嵌式電磁離合器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，允許高頻率結(jié)合。
8、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，成本低，重量輕，攜帶運(yùn)輸方便，還可作為現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的教具使用。


圖1為本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意2為電機(jī)與主軸連接處的結(jié)構(gòu)剖視3為飛輪與離合器的結(jié)構(gòu)剖視4為摩擦盤夾具及摩擦片的結(jié)構(gòu)剖視5為本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)實(shí)施例控制系統(tǒng)框6為氣缸控制系統(tǒng)框圖具體實(shí)施方式
如圖1所示的本發(fā)明盤式制動(dòng)器模擬試驗(yàn)臺(tái)實(shí)施例，它包括臺(tái)架1、電機(jī)2、由電機(jī)2驅(qū)動(dòng)的主軸3、設(shè)置在主軸3一端上的摩擦盤夾具4、兩摩擦片5、氣缸6。
電機(jī)2、氣缸6固定設(shè)置在臺(tái)架1上；主軸3通過兩個(gè)軸承座7設(shè)置在臺(tái)架1上。
主軸3上設(shè)有4個(gè)飛輪8，飛輪8設(shè)置在兩個(gè)軸承座7之間。各飛輪8與主軸3之間均設(shè)有離合器9。
如圖2所示，電機(jī)2扭矩輸出端與主軸3之間設(shè)有摩擦盤式電磁離合器13。
各飛輪8與主軸3之間均設(shè)有離合器9，如圖3所示，飛輪8與主軸3之間的離合器9為牙嵌式電磁離合器。
如圖4所示，兩摩擦片5分別設(shè)置在摩擦盤10兩側(cè)，其中一摩擦片5固定設(shè)置在臺(tái)架1上，另一摩擦片5由氣缸6驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)2選用臺(tái)灣東力公司的單相US交流無段變速付電動(dòng)機(jī)，US540-002型，參數(shù)如下
輸出功率40w；可調(diào)速范圍90～1700r/min；額定電流0.50A；磁極數(shù)P4；消耗電功率90w；啟動(dòng)電容2.5μF。
本發(fā)明實(shí)施例的4個(gè)飛輪在主軸3上對(duì)稱布置，這樣可以減少飛輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的動(dòng)平衡量。其中一個(gè)采用H＝25mm、R＝42.5mm、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為0.001kg·m2，重量為1.005kg；兩個(gè)采用H＝25mm、R＝47.8mm、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為0.002kg·m2、重量1.239kg；還有一個(gè)采用H＝25mm、R＝60mm、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為0.004kg·m2、重量2.062kg。
實(shí)現(xiàn)模擬慣量的耦合，需要將各個(gè)飛輪的等效慣量為幾何級(jí)數(shù)的關(guān)系設(shè)計(jì)。在模擬慣量尺寸計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)慣量，轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)慣量由電機(jī)軸、聯(lián)軸器、固定輪毅、活動(dòng)輪毅、牙嵌離合器、主軸和試件夾具的慣量之組合，其值為0.002kg·m2。
如圖6所示，本發(fā)明實(shí)施例的氣缸控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的壓力值及流量閥流量獲得需要的制動(dòng)力的大小和速度，壓力表顯示制動(dòng)狀態(tài)下的壓力大小，然后保持這一制動(dòng)效果。在電氣控制氣壓回路中，氣缸6是由微動(dòng)開關(guān)來控制，方向閥采用電磁閥。將二位三通電磁換向閥、節(jié)流閥、溢流閥、壓力表、氣源裝置和制動(dòng)缸組成制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)回路。二位三通電磁換向閥、節(jié)流閥、溢流閥、制動(dòng)缸選用微型元件；氣源采用微型儲(chǔ)氣罐，選用壓力表的量程范圍為0-0.2MPA。
雙向電磁換向閥在制動(dòng)過程中，先將YAO接通，制動(dòng)缸動(dòng)作將被測(cè)制動(dòng)器制動(dòng)，到a1位開始制動(dòng)，然后直到被測(cè)小型制動(dòng)器停止轉(zhuǎn)動(dòng)為止。后將YAO斷開，制動(dòng)缸在彈簧力下回位。使制動(dòng)缸恢復(fù)原位，制動(dòng)過程結(jié)束。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用維修方便。
本發(fā)明實(shí)施例的造型能實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)的整體性，且具有良好的減振性、安全性和外部造型。其中，主軸3執(zhí)行制動(dòng)能量實(shí)際值的模擬和變換，可由計(jì)算機(jī)監(jiān)控。試件夾具4應(yīng)按原來安裝形式與主軸聯(lián)接，由轉(zhuǎn)速傳感器12測(cè)量模擬機(jī)轉(zhuǎn)速。加載裝置為由微機(jī)控制的伺服系統(tǒng)，可準(zhǔn)確模擬實(shí)際行車中的制動(dòng)操縱力。
如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例的控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制。全部數(shù)據(jù)采集、處理和控制均由計(jì)算機(jī)完成。硬件系統(tǒng)包含有3個(gè)接口。即A/D、D/A、I/O。A/D是采用12位16通道轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間少于20μs，采樣頻率為40kHz，可達(dá)到高速采樣目的。模擬量輸人范圍為0V~+5V和4個(gè)信號(hào)輸入通道。D/A為計(jì)算機(jī)輸出模擬信號(hào)，使用3個(gè)輸出通道，用于控制制動(dòng)器的氣缸6、離合器9、離合器13。I/O為并行輸人輸出口，用于與計(jì)算機(jī)通信。
本發(fā)明實(shí)施例可對(duì)制動(dòng)器初速度、制動(dòng)間隔時(shí)間、制動(dòng)次數(shù)進(jìn)行制動(dòng)控制與測(cè)量，并通過計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)多通道信號(hào)在線自動(dòng)采集處理和打印報(bào)表等。
本發(fā)明實(shí)施例的控制系統(tǒng)工作原理是由計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)開始，通過I/O接口，向單片機(jī)發(fā)出指令；首先使單片機(jī)發(fā)出指令通過D/A轉(zhuǎn)換器，使離合器9與電機(jī)斷開然后單片機(jī)發(fā)出3路信號(hào)即一是通過計(jì)時(shí)器記錄時(shí)間；二是將轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)速信號(hào)，通過A/D轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)；三是單片機(jī)發(fā)出指令通過D/A轉(zhuǎn)換器，控制雙向電控?fù)Q向閥使制動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作，將其制動(dòng)。與飛輪聯(lián)接的電磁離合器還與D/A轉(zhuǎn)換器連接在一起，以便單片機(jī)發(fā)出指令控制飛輪實(shí)現(xiàn)不同慣量的模擬情況。
本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是(1)體積小，長(zhǎng)約800mm，寬100mm，高200mm，攜帶運(yùn)輸方便，重量輕，不超過20kg；(2)所測(cè)得的數(shù)據(jù)能方便地與計(jì)算機(jī)交互；(3)模擬機(jī)可以準(zhǔn)確的模仿實(shí)際的制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)的工作方式，精度高；(4)離合器和電磁閥能方便的由單片機(jī)控制，響應(yīng)時(shí)間短；(5)是對(duì)實(shí)際制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)小型化、模型化的再現(xiàn)，在現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)中可以方便地進(jìn)行教學(xué)，為實(shí)驗(yàn)室提供所有的模擬性檢測(cè)。
本發(fā)明盤式制動(dòng)器模擬試驗(yàn)臺(tái)上的飛輪8的數(shù)量還可為兩個(gè)、三個(gè)、五個(gè)……等。
權(quán)利要求
1.盤式制動(dòng)器模擬試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于它包括臺(tái)架(1)、電機(jī)(2)、由電機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)的主軸(3)、設(shè)置在主軸(3)一端上的摩擦盤夾具(4)、兩摩擦片(5)、氣缸(6)；電機(jī)(2)、氣缸(6)固定設(shè)置在臺(tái)架(1)上；主軸(3)通過軸承座(7)設(shè)置在臺(tái)架(1)上；兩摩擦片(5)分別設(shè)置在摩擦盤(10)兩側(cè)，其中一摩擦片(5)固定設(shè)置在臺(tái)架(1)上，另一摩擦片(5)由氣缸(6)驅(qū)動(dòng)；主軸(3)上設(shè)有飛輪(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于主軸(3)通過兩個(gè)軸承座(7)設(shè)置在臺(tái)架(1)上；飛輪(8)設(shè)置在兩個(gè)軸承座(7)之間。
3.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于飛輪(8)的數(shù)量為兩個(gè)以上。
4.如權(quán)利要求3所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于各飛輪(8)與主軸(3)之間均設(shè)有離合器(9)。
5.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于電機(jī)(2)與主軸(3)之間設(shè)有摩擦盤式電磁離合器(13)。
6.如權(quán)利要求4所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于飛輪(8)與主軸(3)之間的離合器(9)為牙嵌式電磁離合器。
全文摘要
本發(fā)明涉及盤式制動(dòng)器模擬試驗(yàn)臺(tái)，它包括臺(tái)架(1)、電機(jī)(2)、由電機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)的主軸(3)、設(shè)置在主軸(3)一端上的摩擦盤夾具(4)、兩摩擦片(5)、氣缸(6)；主軸(3)通過軸承座(7)設(shè)置在臺(tái)架(1)上；兩摩擦片(5)分別設(shè)置在摩擦盤(10)兩側(cè)，其中一摩擦片(5)固定設(shè)置在臺(tái)架(1)上，另一摩擦片(5)由氣缸(6)驅(qū)動(dòng)；主軸(3)上設(shè)有飛輪(8)。本發(fā)明試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，先將被試摩擦盤固定在夾具上，裝好后的摩擦盤位于兩摩擦片之間，試驗(yàn)臺(tái)即可開始工作。電機(jī)驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主軸上的飛輪積蓄有能量，這就獲得了相似于車輛行駛時(shí)的能量，以模擬盤式制動(dòng)器工作狀況，結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，可以準(zhǔn)確的模仿實(shí)際的制動(dòng)器。
文檔編號(hào)B60T17/18GK1945255SQ20061012488
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者陳漢汛, 趙奇平, 王翔 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)